适用于海上S油田的泡沫凝胶体系的研制与评价

2019-10-23刘义刚孟祥海刘长龙符扬洋兰夕堂

山东化工 2019年19期

高尚，刘义刚，孟祥海，刘长龙，符扬洋，兰夕堂

(中海石油(中国)有限公司天津分公司，天津 300459)

目前注水开发是油田进入开采后期提高采收率的主要手段之一，随着油田的持续开发，油藏的非均质性增大，优势通道明显，水窜严重，严重影响了注水开发效果。因此，为了保证油田的“稳油控水”，有必找到有效的降水增油措施[1-2]。

上世纪七十年代以来国内外研究较多的调堵剂为凝胶调堵，在油田中得到了广泛的应用[3-4]，但是凝胶调堵自身存在一些不足之处，比如药剂用量成本高、占用海上平台空间大等。泡沫体系具有一定的封堵性能，且具有“堵大不堵小”的特点，泡沫体系还可以封堵凝胶未波及的区域、扩大波及范围。同时，泡沫遇油会发生消泡现象，泡沫消泡后的气体占据部分孔隙，能够在一定程度上增加地层能量，有利于吞吐过后提高油井产量[5-9]。将性能优良的凝胶体系与泡沫体系组合起来，能够对油藏后期开发具有理论指导意义与实际运用价值。本文针对渤海SZ36-1油田，研制了一种泡沫凝胶体系，并对该体系的溶液性能与驱油能力做出了评价。

1 实验部分

1.1 实验材料和仪器

表1 渤海油田SZ36-1混合注入水离子组成

实验环境：模拟渤海SZ36-1油田油藏温度，65℃；

地层水矿化度组成：根据油藏地层水的离子组成，通过在去离子水中加入矿物质模拟SZ36-1混注水，其离子含量如表1所示。

实验原油：SZ36-1油田脱气脱水原油，粘度为70 mPa·s(65℃)；

主要仪器：电子天平、磁力加热搅拌器、恒温水浴锅、Brookfield DV-III旋转粘度计等。

1.2 实验方案

(1)泡沫凝胶体系的合成；

(2)泡沫凝胶体系的溶液性能；

(3)泡沫凝胶体系在高渗透稠油油藏的适应性研究。

2 实验结果

2.1 泡沫凝胶体系的合成

2.1.1 起泡剂的筛选

图1 几种表面活性剂的油水界面张力

考虑到表面活性剂需要与聚合物配伍的问题，筛选了阴离子型表面活性剂A，新型表面活性剂B、C和非离子表面活性剂D。研究了各种表面活性剂在油藏条件下的界面张力，结果如图1所示。

从图可以看出，B和C低油水界面张力的能力最强。用waring搅拌器分别对起泡剂A、B、C、D在不同浓度下测定了起泡量和泡沫稳定性。结果见表2。

表2 不同浓度起泡剂的起泡量及泡沫稳定性

由表2可知，起泡效果最好的是A和C，因此选用起泡性能较好的A和C作为起泡剂。

2.1.2 交联剂与表面活性剂的筛选

用蒸馏水配制Cr3+交联剂EC，静置48 h后使用。将AP-P4聚合物3000 mg/L和不同浓度的表面活性剂A、B混合均匀后，加入交联剂搅拌30 min后，观察是否产生沉淀，然后置于65℃烘箱内，观察其成胶情况。

交联剂加量为：EC15 mg/L，实验结果如表3所示。

表3 不同表面活性剂加量下的凝胶成胶强度

由表3可知，AP-P4聚合物与表面活性剂复配后，加入无机交联剂溶液透明，不产生沉淀絮凝，且都能成胶。

由上述实验确定该泡沫凝胶体系的最终配方为：AP-P4聚合物3000 mg/L+起泡剂500 mg/L+交联剂(EC)30 mg/L。

2.2 泡沫凝胶体系的溶液性能

2.2.1 泡沫凝胶与地层流体的适应性

表4 流体对泡沫性能的影响

地层水的加入，没有使泡沫的稳定性变差，地层水加量达到10%时，泡沫仍具有较强的稳定性，底部未析液泡沫凝胶与地层水有较好的相容性。该泡沫凝胶体系中加入原油后，泡沫凝胶的起泡能力出现显著变化：原油加量较小时，泡沫的稳定性好，且泡沫均匀；原油加量大于5%时，泡沫的稳定性变差，底部析出液体，泡沫体系中出现油珠。

2.2.2 泡沫凝胶的稳定性研究

在油藏温度下，凝胶容易发生热降解而使胶体强度降低和脱水，保证凝胶调剖剂的长期稳定性对于整个泡沫凝胶体系的调剖作业效果至关重要。配制好泡沫凝胶后，分为两份：一份不起泡，即凝胶体系；一份用waring搅拌器起泡。将其密封放置在65℃的烘箱内，定期观察凝胶粘度的变化(图2)及泡沫的析液量。